Будущее вики
Регистрация
Advertisement
Биолюминесценция на улицах города

Использование биолюминесценции в освещении города

Биолюминесценция — способность живых организмов светиться, достигаемая самостоятельно или с помощью симбионтов. Биолюминесценция основывается на химических процессах, при которых освобождающаяся энергия выделяется в форме света.

Использование биолюминесцентности растений в хозяйственной деятельности человека началось в середине XXI века, когда благодаря генной инженерии были выведены устойчивые виды биолюминесцентных деревьев для освещения улиц.

Биолюминесценция в природе

«Биолюминесценция» — это нетепловое свечение в живой системе. В природе существует множество различных биолюминесцентных систем, которые независимо развились у бактерий и грибов, кишечнополостных и членистоногих.

Технология

Светящиеся растения

Светящиеся растения

Светящихся растений в природе не бывает. Сделать их искусственно пытались и раньше: ген люциферазы светлячков был внесен в растения табака еще в 1980-х годах. А в 2010 году биологам из Кембриджа удалось использовать весь «светоносный комплекс» светлячка, получив стабильно светящиеся ГМ-бактерии. Фактически нужно заставить работать такую систему (обычно она включает фермент люциферазу и необходимые для ее работы молекулы люциферина) в растении и при этом не вредить ему.

Растения светятся все время, непрерывно, но яркость может колебаться. Они начинают светиться ярче, если, например, положить рядом банановую кожуру. Она выделяет этилен, растительный гормон, который, с одной угнетает рост растений, а с другой — способствует созреванию плодов.

Интенсивность свечения колеблется в зависимости от времени суток, пик яркости приходится примерно на середину ночи. Молодые побеги светятся ярче, старые тусклее. Ярко светятся цветы. А если листу пора умирать, там включатся какая-то биохимия, и он вспыхивает перед тем, как погибнуть окончательно.

Очень ярко светятся корни, особенно точки их ветвления. Если отрезать побег, на этом месте начинает вырастать новый, и это место тоже светится очень ярко. Срезанная часть растения будет светиться до тех пор, пока она не засохнет.

Применение в хозяйстве

Применение технологии биолюминесценции стало возможным лишь благодаря решению трех ключевых проблем: растения должны самостоятельно производить энергию, прекрасно адаптированы к условиям городской среды и самостоятельно восстанавливаться при повреждениях.

Растение-светлячок Starlight Avatar

Растение-светлячок Starlight Avatar

Потенциальных задач для такой искусственной биолюминесцентной системы очень много. Например, можно её использовать для выращивания растений-детекторов, которые будут светиться в ответ на стрессы — высокую температуру, высокую соленость, болезни и т.д.

Первые устойчивые виды биолюминесцентных растений использовались в качестве ночника в жилые дома — низкие затраты на воспроизведение, приспособленность к домашней среде и экзотичный вид предопределили быстрое распространение технологии по всему миру в середине 2030-х годах. Впрочем, выделявшийся свет был недостаточным для промышленного применения данных растений.

Альтернативой стало применение биолюминесцентной краски, в основе которой лежат биолюминесцентные бактерии. Её использовали для окраски листвы и веток деревьев, кустов, цветов и прочих растений, что позволяло им светиться в темноте. Даже при отсутствии солнца днем, после наступления вечера растения излучали свет на протяжении восьми часов.

Существенное увеличение яркости позволило расширить сферу применения биотехнологии. Поскольку на освещение улиц и квартир тратится до 20% производимого электричества, то одним из вариантов снижения этих энергозатрат стало использование биолюминесцентных растений. Первые светящиеся деревья появились на улицах города Дубаи, где их высадили до завершения испытаний на безопасность.

Технологии биолюминесценции в Альтернативном будущем

Примечания

Advertisement